科技名词

引力透镜

gravitational lens

定义：引力场源对位于其后的天体发出的电磁辐射所产生的会聚或多重成像效应。因作用与透镜类似而得名。

学科：天文学_星系和宇宙

相关名词：居间星系 微引力透镜 星系并合

【延伸阅读】

引力透镜是引力透镜效应的简称，是爱因斯坦广义相对论所预言的一种十分特殊而重要的现象。简单地说，就是大质量天体（如黑洞、星系、星系团）周围的空间会发生畸变，使得其背后的天体（如星系）发出的光，在经过该大质量天体附近时会发生弯曲，然后再会聚到观测者的眼中。因此观测者看到的是发生了畸变的一个或多个图像。这种效应类似于透镜对光线的折射作用，故名引力透镜效应。

引力透镜效应可以分为两种：一种是能使天体发出的光强烈偏转的强引力透镜效应，一种是对光的偏转能力较弱的弱引力透镜效应。强引力透镜效应能够明显地改变天体的图像，形成双重像、多重像或者弧形的像，具有较强的增亮效应，可用于研究较远、较暗的星系。弱引力透镜效应一般不会明显地形成虚像，而会使天体的图像变亮，从而使可观测的天体增多。

引力透镜效应还可以用于暗物质的研究。通过哈勃太空望远镜等来研究宇宙中暗物质三维分布的COSMOS（Cosmic Evolution Survey，宇宙演化巡天）观测项目，利用的就是弱引力透镜效应。

从不同距离上数十万个星系的引力透镜效应观测结果中，分析来自不同星系的光线的偏转，就能知道引力源的分布。引力源多的地方就有暗物质存在，也就是说，可以认为引力源的分布就是暗物质的分布。如此，利用引力透镜效应就能重建出暗物质的空间分布图像。

对于强引力透镜效应，遥远星系的光被星系团强大的引力场弯曲，星系的像分裂成两个，呈细长而弯曲的大弧形状。

对于弱引力透镜效应，散布在背景上的星系或星系群受到相对较弱的引力源的影响，光线发生偏折。这种情况下，星系的像不如强引力透镜效应扭曲得那么厉害。在引力源周围可见多个星系时，可以判断它们扭曲的方向就是引力源的方向。